鍋爐煤粉倉的防自燃控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種鍋爐煤粉倉的防自燃控制系統(tǒng)，包括煤粉倉，其特征在于，還包括：儲氣罐，用于存儲惰性氣體，并通過連接管道與煤粉倉連接；檢測單元，用于檢測所述煤粉倉內(nèi)的溫度和氧氣含量，并發(fā)出檢測信號；控制單元，響應(yīng)于所述檢測信號，并發(fā)出控制信號；執(zhí)行單元，響應(yīng)于所述控制信號，并控制所述連接管道的通斷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是：用氧傳感器和溫度傳感器對煤粉倉內(nèi)的環(huán)境進(jìn)行檢測，當(dāng)兩個檢測信號均大于設(shè)定的基準(zhǔn)值時才充入氮氣，稀釋氧氣濃度，能夠有效防止煤粉倉的自燃。
【專利說明】
鍋爐煤粉倉的防自燃控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種鍋爐的防護(hù)系統(tǒng)，更具體地說，它涉及一種鍋爐煤粉倉的防自燃控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]火力發(fā)電廠發(fā)電的鍋爐設(shè)備中一般設(shè)置有煤粉倉，該煤粉倉中一般都存有供鍋爐在最大蒸發(fā)量運行時燃用2_4h的煤粉，其量以數(shù)百噸計。雖然今年來由于廣泛采用中速磨和雙進(jìn)雙出磨，新建煤粉倉數(shù)量有所下降，但就全國而言貯存在煤粉倉中的煤粉數(shù)量還是相當(dāng)可觀的。眾所皆知，煤粉是一種可燃粉塵，其爆炸下限值為35-45克每立方米，最大爆炸壓力可達(dá)0.31兆帕。煤粉倉內(nèi)煤粉著火或爆炸事故對人身安全及其設(shè)備的安全威脅包括三個方面:煤粉著火，倉溫升高，煤粉倉結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降;煤粉自然產(chǎn)生的一氧化碳、二氧化碳從煤粉倉或相通管道向外擴(kuò)散，使人窒息或?qū)е麓紊馂?zāi);煤粉爆炸形成的沖擊波可能導(dǎo)致一系列災(zāi)害，除非煤粉倉結(jié)構(gòu)能承受此沖擊或煤粉倉防爆門起到了防爆作用，否則墻倒、頂掀，發(fā)生火災(zāi)等次生災(zāi)害幾乎不可避免。
[0003]眾所皆知，燃燒需要三大條件，即可燃物、助燃物和火源，磨好的煤粉溫度較高，由于是高揮發(fā)性煤粉，在煤倉中防止的過程中會有C0、CH4等可燃性氣體積聚，并且煤會因緩慢氧化作用而溫度升高，同時煤粉顆粒之間摩擦?xí)a(chǎn)生靜電，具備一系列條件之后，煤粉會自燃甚至爆炸，造成重大損失。發(fā)生自燃是一個相對緩慢的過程，不容易提前發(fā)現(xiàn)。因此，存煤自燃是電廠安全運行的重大隱患，及時監(jiān)測和判斷煤粉倉存煤自燃趨勢，采取有效措施防止自燃甚至爆炸，對電廠設(shè)備安全具有十分重要的意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種鍋爐煤粉倉的防自燃控制系統(tǒng)，能夠在煤粉倉發(fā)生自燃之前作出應(yīng)對措施防止其自燃。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了如下技術(shù)方案:
[0006]—種鍋爐煤粉倉的防自燃控制系統(tǒng)，包括煤粉倉，還包括:
[0007]儲氣罐，用于存儲惰性氣體，并通過連接管道與煤粉倉連接；
[0008]檢測單元，用于檢測所述煤粉倉內(nèi)的溫度和氧氣含量，并發(fā)出檢測信號；
[0009]控制單元，響應(yīng)于所述檢測信號，并發(fā)出控制信號；
[0010]執(zhí)行單元，響應(yīng)于所述控制信號，并控制所述連接管道的通斷。
[0011 ]通過采用上述技術(shù)方案，用檢測單元檢測煤粉倉內(nèi)的溫度和含氧量，并把這個檢測信號發(fā)送至控制單元進(jìn)行處理，之后發(fā)出控制信號來控制連接儲氣罐和煤粉倉的連接管道的通斷，這里，儲氣罐內(nèi)的惰性氣體能夠稀釋煤粉倉內(nèi)的氧氣的濃度，使得氧化濃度低于燃燒所需的最低濃度，即燃燒三要素中的助燃環(huán)節(jié)被破壞，有效地防止了煤粉倉內(nèi)自燃現(xiàn)象的發(fā)生。
[0012]進(jìn)一步的，所述惰性氣體為氮氣。
[0013]通過采用上述技術(shù)方案，氮氣是比較常見的惰性氣體，其制作成本較低，并且可以將氮氣壓縮成液態(tài)，當(dāng)液氮通入煤粉倉時，在氣化的過程中除了能夠稀釋氧氣濃度，還能夠吸收部分熱量，起到降溫的作用。
[0014]進(jìn)一步的，所述連接管道與煤粉倉的連接口位于煤粉倉的底部。
[0015]通過采用上述技術(shù)方案，由于氮氣的分子量比空氣小，當(dāng)?shù)獨馔ㄈ朊悍蹅}時會向上運動，當(dāng)連接管道接在煤粉倉底部時，氮氣才會充滿煤粉倉。
[0016]進(jìn)一步的，所述檢測單元包括:
[0017]氧含量檢測模塊，包括氧傳感器，用于檢測煤粉倉內(nèi)的含氧量，并輸出第一檢測信號；
[0018]溫度檢測模塊，包括溫度傳感器，用于檢測煤倉內(nèi)的溫度變化，并輸出第二信號。
[0019]通過采用上述技術(shù)方案，用氧傳感器檢測煤粉倉內(nèi)的氧氣含量，用溫度傳感器檢測煤粉倉內(nèi)的溫度，由于氧含量與溫度是燃燒的其中兩要素，所以檢測其含量并控制到一定比例能夠有效避免燃燒。
[0020]進(jìn)一步的，所述控制單元包括:
[0021]基準(zhǔn)模塊，包括兩個分壓電路，提供第一基準(zhǔn)信號和第二基準(zhǔn)信號；
[0022]比較模塊，用于比較第一基準(zhǔn)信號與第一檢測信號的大小，并輸出第一比較信號，以及比較第二基準(zhǔn)信號與第二檢測信號的大小，并輸出第二比較信號；
[0023]判斷模塊，包括與門電路，輸入端輸入所述第一比較信號和第二比較信號，輸出端輸出控制信號。
[0024]通過采用上述技術(shù)方案，當(dāng)?shù)谝粰z測信號和第二檢測信號均大于與其對應(yīng)的基準(zhǔn)信號時，與門電路才能夠輸出高電平的控制信號，否則控制信號為低電平，不能控制連通管道的通斷，這里設(shè)置與門電路的原因是因為煤倉要燃燒的三要素缺一不可，所以當(dāng)兩個檢測信號均大于基準(zhǔn)信號時，與門電路才輸出高電平的控制信號，否則，若是當(dāng)檢測到其中之一的檢測信號大于基準(zhǔn)信號便輸出高電平的控制信號，會浪費氮氣的利用。
[0025]進(jìn)一步的，所述執(zhí)行單元包括設(shè)置于連接儲氣罐與煤粉倉的管道上的電磁閥，所述電磁閥受控制信號的控制。
[0026]通過采用上述技術(shù)方案，利用簡單的電磁閥既能夠響應(yīng)于控制信號，也能夠控制連接管道的通斷。
[0027]進(jìn)一步的，所述執(zhí)行單元還包括定時模塊，用于控制所述電磁閥開啟的時間長短。
[0028]通過采用上述技術(shù)方案，設(shè)置定時模塊是為了能夠讓煤粉倉在一定時間內(nèi)充入足夠多的氮氣，否則，一旦氮氣充入后時氧氣含量達(dá)到設(shè)定的值，電磁閥便關(guān)閉，這樣一來，就會導(dǎo)致充氮的頻率增加，使得整個系統(tǒng)不夠穩(wěn)定。
[0029]進(jìn)一步的，所述儲氣罐中設(shè)置有氮氣氣體報警器，當(dāng)儲氣罐內(nèi)的氮氣濃度低于設(shè)置值時，發(fā)出報警聲音。
[0030]通過采用上述技術(shù)方案，當(dāng)儲氣罐中的氮氣快用完時，氮氣氣體報警器便發(fā)出報警聲來提醒工作人員往儲氣罐內(nèi)充入氮氣。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是:用氧傳感器和溫度傳感器對煤粉倉內(nèi)的環(huán)境進(jìn)行檢測，當(dāng)兩個檢測信號均大于設(shè)定的基準(zhǔn)值時才充入氮氣，稀釋氧氣濃度，能夠有效防止煤粉倉的自燃。
【附圖說明】
[0032]圖1為本實用新型的煤粉倉的示意圖；
[0033]圖2為本實用新型實施例一的電路圖；
[0034]圖3為本實用新型實施例二的電路圖。
[0035]附圖標(biāo)記:1、煤粉倉;2、儲氣罐;3、連接管道;4、電磁閥；5、氧傳感器;6、溫度傳感器;7、氮氣氣體報警器。
【具體實施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0037]實施例一
[0038]參照圖1，一種鍋爐煤粉倉的防自燃控制系統(tǒng)，包括煤粉倉I，該煤粉倉I的右上端設(shè)置了防爆門，并且，在煤粉倉I的頂端設(shè)置了氧傳感器5，這是因為煤粉倉I的上部為空氣，這樣設(shè)置更利于檢測煤粉倉I的含氧量。另外，在煤粉倉I的底部設(shè)置了溫度傳感器6，這是因為煤粉倉I底部有煤粉的流動，顆粒之間摩擦易產(chǎn)生靜電，溫度相對于煤粉倉I的其他位置更高，更有利于掌握煤粉倉I內(nèi)溫度的變化。
[0039]另外，在煤粉倉I的左邊設(shè)置了儲氣罐2，該儲氣罐2通過連接管道3與煤粉倉I的底部連接，并在連接管道3上靠近儲氣罐2的一端設(shè)置了電磁閥4，該電磁閥4受到電控制啟閉。其中，該儲氣罐2中充入惰性氣體，來稀釋煤粉倉I內(nèi)的含氧量，比較常見的為氮氣，由于氮氣的分子量比空氣小，連接管道3與煤粉倉I的連通口設(shè)置在煤粉倉I的底部。并且，可以將氮氣壓縮成液態(tài)，當(dāng)液氮通入煤粉倉I時，在氣化的過程中除了能夠稀釋氧氣濃度，還能夠吸收部分熱量，起到降溫的作用。
[0040]另外，在儲氣罐2中設(shè)置了氮氣氣體報警器7，當(dāng)罐體內(nèi)的氮氣濃度低于一定濃度時，便發(fā)出報警聲提醒工作人員充氮，當(dāng)然，這個氮氣的濃度值是可人為控制的。
[0041]參照圖2，是實現(xiàn)整個防自燃系統(tǒng)工作的電路圖，氧傳感器5檢測到煤粉倉I內(nèi)的氧含量，并輸出第一檢測信號，由電阻Rl和電阻R2組成的分壓電路通過保護(hù)電阻R3輸出第一基準(zhǔn)信號，通過調(diào)整電阻Rl和電阻R2的阻值之比設(shè)置第一基準(zhǔn)信號。并且氧傳感器5與分壓電路作為輸入端與比較器連接，當(dāng)?shù)谝粰z測信號大于第一基準(zhǔn)信號時，比較器的輸出端便輸出第一比較信號，且該信號為高電平，否則輸出低電平；同樣的，溫度傳感器6輸出第二檢測信號，由電阻R4和電阻R5組成的分壓電路通過保護(hù)電阻R6輸出第二基準(zhǔn)信號，通過調(diào)整電阻R4和電阻R5的阻值之比設(shè)置第二基準(zhǔn)信號。并且溫度傳感器6與分壓電路作為輸入端與比較器連接，當(dāng)?shù)诙z測信號大于第二基準(zhǔn)信號時，比較器的輸出端便輸出第二比較信號，且該信號為高電平，否則輸出低電平。
[0042]另外，兩個比較器的輸出端與與門電路的輸入端連接，只有當(dāng)輸入端都輸入高電平時，與門電路的輸出端才會輸出高電平的控制信號，否則，與門電路的輸出端一直輸出低電平，整個都不工作。這里，不需要兩個單獨的比較器，只需要采用比較器芯片，就能把兩個比較器都包括進(jìn)去，比如LM393、LM339。
[0043]另外，與與門電路的輸出端連接有三極管Ql的基極，并且在基極與發(fā)射極之間連接了電阻R7，該電阻的阻值能夠改變電信號的放大倍數(shù)，集電極與電源電壓之間連接了電磁鐵，該電磁鐵設(shè)置在電磁閥4的內(nèi)部，當(dāng)有控制信號輸入時，電磁鐵的開關(guān)連通，使整個電路處于通路的狀態(tài)，電磁閥4開啟，直到第一比較信號或者第二比較信號發(fā)生變化。
[0044]工作過程:
[0045]當(dāng)氧含量和溫度同時超過設(shè)定的值時，整個電路才會處于通路狀態(tài)，從而控制電磁閥4開啟，使儲氣罐2內(nèi)的氮氣充入煤粉倉I內(nèi)，稀釋煤粉倉I內(nèi)的氧氣含量，防止煤粉倉I內(nèi)自燃。
[0046]實施例二
[0047]參照圖3，基于實施例一的改進(jìn)，在在與門電路的輸出端與三極管Ql的基極之間設(shè)置了定時模塊，這是為了能夠讓煤粉倉I在一定時間內(nèi)充入足夠多的氮氣，否則，一旦氮氣充入后時氧氣含量達(dá)到設(shè)定的值，電磁閥4便關(guān)閉，這樣一來，就會導(dǎo)致充氮的頻率增加，使得整個系統(tǒng)不夠穩(wěn)定。這里，定時模塊主要采用555定時器，當(dāng)系統(tǒng)工作設(shè)定的時間后自動關(guān)閉電磁閥4。以此循環(huán)。
[0048]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種鍋爐煤粉倉的防自燃控制系統(tǒng)，包括煤粉倉(I)，其特征在于，還包括: 儲氣罐(2)，用于存儲惰性氣體，并通過連接管道(3)與煤粉倉(I)連接； 檢測單元，用于檢測所述煤粉倉(I)內(nèi)的溫度和氧氣含量，并發(fā)出檢測信號； 控制單元，響應(yīng)于所述檢測信號，并發(fā)出控制信號； 執(zhí)行單元，響應(yīng)于所述控制信號，并控制所述連接管道(3)的通斷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐煤粉倉的防自燃控制系統(tǒng)，其特征在于，所述惰性氣體為氮氣。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍋爐煤粉倉的防自燃控制系統(tǒng)，其特征在于，所述連接管道(3)與煤粉倉(I)的連接口位于煤粉倉(I)的底部。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐煤粉倉的防自燃控制系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測單元包括: 氧含量檢測模塊，包括氧傳感器(5)，用于檢測煤粉倉(I)內(nèi)的含氧量，并輸出第一檢測信號； 溫度檢測模塊，包括溫度傳感器(6)，用于檢測煤倉內(nèi)的溫度變化，并輸出第二檢測信號。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鍋爐煤粉倉的防自燃控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元包括: 基準(zhǔn)模塊，包括兩個分壓電路，提供第一基準(zhǔn)信號和第二基準(zhǔn)信號； 比較模塊，用于比較第一基準(zhǔn)信號與第一檢測信號的大小，并輸出第一比較信號，以及比較第二基準(zhǔn)信號與第二檢測信號的大小，并輸出第二比較信號； 判斷模塊，包括與門電路，輸入端輸入所述第一比較信號和第二比較信號，輸出端輸出控制信號。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鍋爐煤粉倉的防自燃控制系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行單元包括設(shè)置于連接儲氣罐(2)與煤粉倉(I)的管道上的電磁閥(4)，所述電磁閥(4)受控制信號的控制。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鍋爐煤粉倉的防自燃控制系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行單元還包括定時模塊，用于控制所述電磁閥(4)開啟的時間長短。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍋爐煤粉倉的防自燃控制系統(tǒng)，其特征在于，所述儲氣罐(2)中設(shè)置有氮氣氣體報警器(7)，當(dāng)儲氣罐(2)內(nèi)的氮氣濃度低于設(shè)置值時，發(fā)出報警聲音。
【文檔編號】A62C3/06GK205460577SQ201620270666
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】程國宏, 章惠香
【申請人】杭州邁歐科技有限公司